3.5.Сборочное – сварочное приспособление

Сварку торцов труб – это часто выполняемая операция. В ОАО «СУПТР 10» используется приспособление для сварки труб центратор наружный звенный Ж08А7992 диаметром 1420 мм.

Техническая характеристика:

-количество звеньёв 18 шт;

-масса 51,5 кг.

Центратор наружный звенный с ручным приводом необходим для центровки стыков труб при сварки в полевых условиях.

Центратор состоит из секций с роликами, соединёнными в цепь. На одной крайней секции установлен домкрат, другой – два крюка. Цепь накидывают на трубу в месте их стыка и замыкают крюками, накидывая их на гайку домкрата. С помощью домкрата цепь стягивают, выравнивая кромки труб и обеспечивая их неподвижность в процессе сварки. Сварку производят в промежутках между роликами. После оканчания пунктирной сварки домкрат ослабляют, крюки снимают с домкрата и центратор удаляют с трубы. Эксплуатаруется в условиях:

-температура окружающего воздуха от -60 до +50°С;

-допускается воздействие дождя, пресной, засоленной и морской воды;

-допускается воздействие пыли, грязи, нефти и нефтепродуктов;

-относительная влажность до 100 %;

-допускается повышения температуры поверхности труб под роликами до +400°С.

Рис.22. центратор наружный звенный Ж08А7992 диаметром 1420 мм

Центраторы внутренние гидравлические типа ЦВ с двумя независимыми центрирующими рядами предназначены для центрирования торцов секций и отдельных труб диаметром от 325 до 1420 мм длиной до 36 м при неповоротной ручной дуговой сварке линейной части трубопроводов и центровки торцов труб при поворотной сварке в секции на полевых трубосварочных базах. Центраторы укомплектованы специальной штангой, длиной не менее 36 м. Центратор является гидравлической машиной с автономным приводом. Питание электродвигателя насоса гидропривода осуществляется сварочным источником питания постоянного тока с напряжением холостого хода 55…65В. В гидросистеме центратора используется всесезонная рабочая жидкость АМГ 10 (электроприводной насос 465К) или масло ВМГЗ (агрегат насосный АНМ 6/8). В ОАО «СУПТР 10» использовались центраторы внутренние гидравлические марок ЦВ: 54; 127; 147.

Рис.23.Центратор внутрений гидралический ЦВ 147

3.6.Анализ технологического процесса сборки и сварки изделия

Современный мир требует развития коммуникационных сетей в любой отрасли народного хозяйства. Исключением не стала и газодобывающая промышленность. Для этой отрасли существует острая необходимость в доставке товара к месту его потребления. Для этой цели строятся магистральные газопроводы из различного материала. Но создание качественной поставляющей сети требует значительных временных и трудовых затрат. Поэтому, для упрощения задач, возникающих в процессе работы, широко применяется сварка газопроводов.

При сооружении газопроводных магистралей этот процесс является важнейшим. Ведь во многом сварка стальных газопроводов определяет уровень их эксплуатационной надёжности. Кроме того, от уровня подготовки специалистов, а также качества применяемых материалов и устройств, напрямую зависят темпы строительства всего сооружения.

Требования к сварным соединениям газопроводов очень высоки. Это вызвано:

-постоянным воздействием на швы между трубами высокого внутреннего давления внутренней среды;

-растягивающим температурным напряжением, которое вызвано охлаждением грунта, как правило, в зимнее время;

-высокими нагрузками на изгиб, которые возникают при проведении работ по изоляции и укладке.

Прокладка и сварка стальных газопроводов проходит в разных районах. Для каждого из них характерны свои климатические, а, следовательно, и температурно-влажностные условия. Поэтому, чтобы вести круглогодично работы по сварке газопроводов, необходимо обеспечить технологическую возможность проводить процесс в температурном диапазоне от минус пятидесяти до плюс пятидесяти градусов по Цельсию.

Довольно таки распространённым проблемным вопросом в процессе сварки стыков труб является необходимость проведения работ в различных пространственных положениях, что значительно усложняет процесс создания качественного сварного шва. Особенно это относится к вопросам механизированного (автоматического) процесса.

В связи с этим, инструкция по сварке магистральных газопроводов определяет важнейшей задачей решение проблемы обеспечения стабильного качества, высоких механических характеристик сварных соединений, а также стойкости материала к максимально возможному количеству различных физических и химических воздействий.

Магистральный газопровод – это объединённые в одно целое сварными швами трубы, которые создаются для транспортировки газа из района (или районов) его добычи или хранения в места его потребления. Это может быть, как один, так и несколько крупных потребителей. Это же определение используют для обозначения газопровода, который соединяет сетью, устойчивой к высокому давлению, несколько газовых промыслов или заводов.

Расстояния между отводами довольно велико. Главной отличительной чертой магистрального газопровода является очень высокое рабочее давление при длинных перегонах. Поэтому и требования, выдвигаемые к качеству сварных швов, очень серьёзные. Магистральные газопроводы находятся под постоянным давлением на протяжении всего длинного участка передачи от места хранения к месту потребления.

В инструкции по сварке магистральных газопроводов конкретно рассматривают требования, которые определяют его правильное построение. В связи с тем, что газ, подаваемый в газопровод, доставляется под очень высоким давлением, на первое место выходит однородность трубы. Поэтому трубы нестандартной длины на прямых участках к сварке не допускаются.

Помимо этого существуют высокие требования не только к материалу, но и к персоналу, осуществляющему укладку и сварку частей газопровода.

Так, сварщик допускается к работе только при наличии достаточной квалификации. Он в обязательном порядке должен обладать специализированным образованием, причём он должен знать о принципах работы, а также обладать достаточными навыками в любом виде сварки, например, ручной дуговой. Перед началом работы он должен пройти в обязательном порядке испытания в условиях, близких к реальным. Сваренный сварщиком пробный шов разрезается и проходит все известные механические испытания. Только после положительных результатов сварщик допускается к работе. Стоит знать, что ему нельзя допустить ни одной ошибки. Это неудивительно, ведь от качества его работы зависят не столько прибыль газодобывающих концернов, сколько человеческие жизни. А для обеспечения этого параметра требования не бываю жёсткими.

Инструкция по сварке магистральных газопроводов требует, что, проверив материал, из которого выполнены трубы, их необходимо подготовить к сварке. Для этого следует:

-очистить внутреннюю поверхность от возможных засорений (строительного мусора, воды, грунта, отдельных предметов, льда, снега и прочего);

-проверить кромки на соответствие геометрическим размерам, заявленным в технических требованиях, при необходимости выправить вмятины на концах труб;

-очистить кромки до чистого металла;

-обрезать концы труб, имеющие трещины, надрывы, забоины, задиры фасок глубиной более пяти миллиметров.

Типы сварки, применяемых при строительстве газопроводов. К основным типам относят:

-газовую;

-дуговую (автоматическую под флюсом и ручную) сварку;

-стыковую контактную сварку оплавлением.

Рассмотрим подробнее дуговую.

Дуговая сварка – это наиболее часто используемый метод для соединения труб магистральных газопроводов. Она основана на принципе возникновении электрической дуги между свариваемой деталью и электродом. При их соприкосновении происходит замыкание. В следствии этого, возникающая большая плотность тока, которая проходит через точку контакта, обеспечивает высокую температуру (более 5000 градусов по Цельсию). На поверхности электрода образуется расплавленный металл, который переходит на свариваемую деталь и смешивается с её расплавленным материалом.

Толщину слоя металла свариваемого изделия, который перешёл в расплавленное состояние, специалисты называют глубиной провара. Она достигает одного-двух миллиметров при ручной сварке. Но автоматическая сварка может обеспечить глубину проварки гораздо больше.

Стоит контролировать температуру плавления. Ведь, если разогрев металла будет недостаточным, то соединения не произойдёт. Это приведёт к неприятным последствиям – непровару, а, следовательно, снижению качества всего соединения. В случае чрезмерного нагрева возможно проникновение воздуха внутрь шва и его выгорание, что также сильно повлияет на прочность стали. Исправить эти огрехи можно только проведя весь процесс подготовки трубы и её сварки с самого начала и в соответствии с требованиями, которые выдвигаются эксплуатационной и технической документацией.

Достаточное напряжение при зажигании сварочной дуги составляет пятьдесят Вольт. В дальнейшем оно снижается до шестнадцати-двадцати пяти Вольт. Сила тока выбирается в зависимости от толщины свариваемых элементов и может равняться от ста пятидесяти до пятисот ампер. При использовании тока из электрической сети используют агрегаты (генераторы и прочее), которые обеспечивают его преобразование до нужной силы и напряжения. Если придерживаться всех требований к проведению дуговой сварки, то можно получить качественный и надёжный сварной шов.

Ручная дуговая сварка используется при сварке труб толщиной стенок от восемнадцати до тридцати двух миллиметров. Естественно, она более трудоёмка и требует большого количества квалифицированных кадров. Кроме того, она сравнительно дорога и хуже поддаётся контролю со стороны. Поэтому её применение вызвано необходимость, а именно:

-при невозможности или нецелесообразности использования автоматической дуговой сварки;

-при специальных сварных соединениях;

-при устранении дефектов.

Также её применение нежелательно из-за возможности возникновения значительного количества дефектов. Этому есть несколько причин. Так, например, в процессе сварки стальных газопроводов кислород и азот попадают в жидкий металл и делают структуру наплавленного металла неоднородной и хрупкой, образуются пузырьки и шлаковые включения. Это частично устраняется обмазкой электрода и применением короткой дуги, но полного устранения этого дефекта этим не добиться.

Основным инструментом сварщика служит электродержатель со сварочным проводом. К вспомогательному инструменту относятся маска, слесарный молоток, клеймо, металлическая щётка, зубило, набор шаблонов для уточнения размеров швов и молоток для зачистки шлака.

Любой газопровод должен соответствовать определённым техническим требованиям. Это вызвано его использованием для передачи материалов под высоким давлением. Кроме того, голубое топливо отличается высокой горючестью. Если не придерживаться всех требований, которые выдвинуты в технической и эксплуатационной документации, то процесс использования магистрального газопровода может закончиться плачевно.

Контроль за строительством магистрального газопровода должен начинаться ещё с момента выбора поставщика труб. Он должен производить свой продукт из исключительно высококачественного материала, отвечающего всем требованиям государственных и отраслевых стандартов. После построения магистрального газопровода в обязательном порядке должна быть проведена его тестовая проверка.

Если все пункты выполнять в чётком соответствии с требованиями технической документации, то результатом будет качественная коммуникационная сеть. Кроме того, это гарантирует своевременную и быструю доставку газа по магистральным трубопроводам к потребителю.